【正文】 x(14) = 對應于 pwj(14) = x(15) = 對應于 pwj(15) = 實驗六 摩擦磨損試驗實驗學時：2實驗類型：驗證性實驗要求：必開一、實驗目的了解滾動、滑動或滑滾復合運動的摩擦形式；了解金屬材料的摩擦磨損性能熟悉MMW1實驗機的使用二、實驗設(shè)備MMW1實驗機、磨擦片數(shù)個三、試驗機結(jié)構(gòu)簡述圖1 實驗機工作原理圖立式萬能摩擦磨損試驗機是由主軸驅(qū)動系統(tǒng)、各種摩擦副專用夾具、油盒與加熱器、摩擦力矩測定系統(tǒng)、摩擦副下副盤升降系統(tǒng)、彈簧式微機施力系統(tǒng)、操縱面板系統(tǒng)（它包括各個主參數(shù)數(shù)顯、設(shè)定控制、報警等單元）、以及試驗機減震墊鐵等部分組成。它們都安裝在以焊接機座為主體的機架中，機座的右上部有工作臺面和拉板滑道，工作時可將工作臺面拉出，置放臺式雙筆250mm高精度快速記錄儀。通過摩擦力矩傳感器和兩組雙組鉑熱電阻，可自動記錄試驗過程，摩擦力矩—時間和溫度—時間曲線，該記錄儀精度可達177。%，靈敏度5mv/cm，記錄筆速1000mm/s，記錄儀采用折疊式記錄紙，走紙速度分12檔，有19量程和14量程供測定摩擦力矩和溫度選用。機座的右上方是試驗機面板操縱系統(tǒng)，左上方是主軸驅(qū)動系統(tǒng)和油盒、摩擦副、各種一次傳感儀器等，機座的左下部是試驗機彈簧式施立系統(tǒng)和微機自動加荷系統(tǒng)，右下部是工具箱，試驗機的吊裝工具就放在其內(nèi)，機座的前后及左側(cè)有門，打開時能清楚看到內(nèi)部機構(gòu)，以便進行調(diào)試檢修。主軸及驅(qū)動系統(tǒng)主軸（1）是由松下交流伺服電機MHMA102A1和交流伺服調(diào)速系統(tǒng)MHDA103A1A驅(qū)動，無級調(diào)速，高速時精度為1%。該交流伺服電機功率為1kW，在主軸（1）和交流伺服電機（2）上部分別裝有特制的從動和主動圓弧齒形帶輪（3）、（4），通過圓弧齒同步帶（5）把交流伺服電機MHMA102A1的功率傳遞到主軸上。這種圓弧齒同步帶的優(yōu)點是準確同步、不打滑、無需潤滑、無污染、傳動噪音小、效率高、節(jié)能、傳遞負荷大、使用壽命長等特點，它可代替鏈傳動、齒輪傳動、三角帶和梯形齒同步帶。為了使主軸（1）具有更低的運動速度，本試驗機還附有一套20：1減速裝置，它是由梯形齒同步帶（6）、（7）和兩對減速齒輪（11）及一對徑向球軸承（12）組成的，主軸（1）上部裝有一套徑向球軸承（13），在其下部裝有一對背靠背徑向止推軸承（14），以承受最高可達2000N的軸向試驗力?！?000r/min運轉(zhuǎn)，無級變速比高達1：40000。本系統(tǒng)在低轉(zhuǎn)速下仍具有較高的傳動力矩，它完全改變了可控硅無級變速系統(tǒng)在低轉(zhuǎn)速下傳動力矩成倍遞減的缺點。在本試驗機中，～1r/min。主軸（1）下端有M30，用來安裝摩擦副保護罩和測定磨損量的特殊附件。下導向主軸與下摩擦副副盤及摩擦力矩傳感系統(tǒng)下導向主軸（26）、副盤（27）、直線球軸承（28）、兩個徑向球軸承（29）、試驗力傳感器（30）、摩擦力矩傳感器（31）、止推球軸承（32）、背緊螺母（33）、滾花螺釘（34），在更換夾頭與裝卸各種摩擦副時必須操作（33）與（34），直線球軸承（28）可使下導向主軸（26）上下運動摩擦力小、輕便靈活，它可使在施加試驗力時具有最高的靈敏度，軸承（29）可使傳遞摩擦力矩時數(shù)顯準確可靠。本試驗機附件標準力矩盤和專用標準牛頓砝碼，可定期標定摩擦力矩，試驗力的定期傳遞標定是由專用工具和標準牛頓砝碼檢定，以確保本試驗力與摩擦力矩按計量法規(guī)定傳遞精度準確可靠。彈簧式微機施力系統(tǒng)試驗機試驗力的施加是通過彈簧式施力機構(gòu)與微機控制步進電機系統(tǒng)自動進行，步進電機（36）通過一對徑向止推軸承（37）、（38）傳遞一對減速比為80：1的蝸桿（39）、蝸輪（40）運動副。蝸輪（40）固定著一根絲杠（41），由一對徑向止推滾子軸承（42）使下螺母施力板上下移動（有兩根固定立柱作導向）壓縮施力彈簧（43），通過上施力板、荷重傳感器（30）把試驗力施加到不同的摩擦副上產(chǎn)生接觸壓力，并按要求進行試驗。操縱試驗力控制按鈕，通過微機控制自動加載系統(tǒng)可實現(xiàn)一定速率加載。行程限位開關(guān)可在試驗結(jié)束自動卸載后起限位停機作用。加載速率可根據(jù)不同的試驗要求改變規(guī)格，但必須在訂貨時注明。試驗機控制面板系統(tǒng)試驗機的控制箱在機座上方右側(cè)。打開控制箱上的門后可看到每個電氣抽屜都有劃道，旋出固定螺釘，可將電氣抽屜向后拉出，進行維護和保養(yǎng)，試驗機的控制面板可實現(xiàn)對試驗力、摩擦力矩、轉(zhuǎn)速、試驗周期、時間、溫度等參數(shù)進行預置、測量、控制、報警和顯示操作。試驗機的操作面板有八個操作單元組成：試驗力測控顯示單元及摩擦力矩測控顯示單元；轉(zhuǎn)速測控顯示單元及試驗轉(zhuǎn)數(shù)測控顯示單元；試驗力控制測控顯示單元及時間測控顯示單元；溫度控制系統(tǒng)測控顯示單元及整機電源與各主參數(shù)報警測控顯示單元。四、實驗步驟試驗機通過調(diào)整專用減震墊鐵完成水平安裝后，即可接通電源。啟動操作順序如下：實驗機的安裝應在設(shè)有穩(wěn)壓電源和具有良好排風條件的實驗室進行，其外接電源為單向220伏、50Hz交流電源，該試驗機的主軸不可逆轉(zhuǎn)，既從上到下看主軸為順時針旋轉(zhuǎn)。實驗機應可靠接地，目測檢查各電器單元完整良好，接線無松動、脫落，即可接通電源。按下電源啟動開關(guān)，試驗機各測控顯示單元的顯示器均應顯亮，預熱15分鐘后，調(diào)整試驗力、摩擦力矩測控顯示單元零點。按下主軸“啟動”鍵，調(diào)節(jié)“調(diào)速”旋鈕，使主軸低速空運轉(zhuǎn)，檢查主軸旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向是否正確。當試驗機的報警顯示單元有報警信號出現(xiàn)時，試驗機的主軸不能啟動，此時應按下相應測控顯示單元的“復位”或“清零”按鍵，解除報警狀態(tài)后，主軸才能啟動。試驗力單元的操作：0—1000N%—4%時，試驗機將自動保護停車，報警燈亮，并自動開始卸載。按下試驗力測控顯示單元的復位鍵，可解除報警狀態(tài)。（+）或（）號。每次試驗前或更換不同的摩擦副后，都應調(diào)零。調(diào)零操作應在上下摩擦副接近時（5—10毫米范圍內(nèi)）進行?！?000N范圍內(nèi)任意整數(shù)力值。微機自動加載控制器具有接近預置力值時緩沖功能。在撥盤上預置所需要的力值后，按下“施加”鍵，試驗機則自動加載試驗力至預置數(shù)值。在小范圍內(nèi)調(diào)整試驗力數(shù)值時，可以按“增”或“減”鍵，增加或降低試驗力數(shù)值。試驗力微機自動加載控制器為閉環(huán)控制系統(tǒng)，在試驗過程中可以調(diào)節(jié)并保持試驗力數(shù)值的恒定。在試驗結(jié)束時，按下“卸除”鍵，試驗機自動卸除試驗力。圖2 試驗機面板操作圖摩擦力矩單元的操作：0—（+）或（）號—。在試驗開始時，撥盤可以預置較大的數(shù)值，如500、1000、1500、2000、。在試驗進入正常狀態(tài)后，可根據(jù)實際測量的摩擦力矩數(shù)值和試驗要求，用撥盤設(shè)置報警停車數(shù)值。如試驗不要求摩擦力矩報警停車，則可將設(shè)定值預置在較大的數(shù)值上。，試驗機將報警停車，再次啟動主軸前，應按下摩擦力矩測控單元“復位”鍵，解除報警狀態(tài)。主軸無級變速系統(tǒng)的操作：1—2000r/min，安裝20：1的減速裝置后，—100r/min，速比范圍達40000倍，—1r/min。，調(diào)節(jié)“調(diào)速”旋鈕，使轉(zhuǎn)速顯示達到所需設(shè)定值。，則時間報警停車后不要立即解除報警狀態(tài)，待下次試驗時，按下時間測控單元“復位”鍵，主軸立即旋轉(zhuǎn)。試驗轉(zhuǎn)數(shù)單元的操作試驗轉(zhuǎn)數(shù)控制范圍：1—9999999。試驗轉(zhuǎn)數(shù)單元具有超設(shè)定值自動停車功能。當試驗轉(zhuǎn)數(shù)報警停車后，再次啟動主軸前應按下相應“復位”鍵，解除報警狀態(tài)。當試驗不要求試驗轉(zhuǎn)數(shù)自動停車時，可以將試驗轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定值設(shè)置在較大的數(shù)值上。時間單元的操作試驗機時間控制范圍：1秒—9999分。時間控制單元具有分/秒切換鍵，可以選擇使用分或秒作定時時間單位。時間控制單元具有超設(shè)定值自動停車功能。因時間報警停車時，再次啟動主軸前應按下相應“復位”鍵，解除報警狀態(tài)。試驗時間的設(shè)定可以由撥盤設(shè)置。1溫度控制單元的操作當使用不銹鋼套式加熱器時，溫控范圍為室溫—260℃，當使用板式加熱器時，溫控范圍為室溫—100℃，溫度控制系統(tǒng)由加熱器、溫控器、溫度傳感器組成，溫控器的使用和操作詳見溫控器使用說明。1摩擦力矩與時間對雙筆記錄系統(tǒng)的操作摩擦力矩與時間對雙筆記錄系統(tǒng)的使用和詳細操作，請參見雙筆記錄儀使用說明書。五、試驗機各摩擦副的概述銷盤摩擦副：（圖3 銷盤摩擦副單針與三針）摩擦系數(shù)因為f=μP，T=fr，所以μ==式中：f—摩擦力N；μ—摩擦系數(shù)；P—試驗機軸向試驗力N；T—；r—因為 f=μ，T=3fr，所以μ==μ==式中R—1—小試環(huán) 2—大試環(huán) 3—試樣銷 4—螺釘 5—銷夾頭圖3 銷盤摩擦副單針與三針 小式環(huán)與銷試樣速度VsVs=πｄｎ＝75ｎ mm/minVL=πDｎ=145ｎ　mm/min式中：n—試驗機主軸轉(zhuǎn)速 d—小試環(huán)與試樣銷接觸點軌跡直徑d=D—大試環(huán)與試樣銷接觸點軌跡直徑D=止推圈摩擦副（圖4）AS—止推圈小試盤接觸面積mm2：AS=π（d12d22）/4≈125mm2Al—止推圈大試盤接觸面積 mm2：Al=π（D12D22）/4≈580mm2P—試驗機軸向試驗力N；n—；T—。Ps—止推圈小試盤接觸壓力Pa：Ps=Pl—止推圈大試盤接觸壓力Pa： 圖4 止推圈摩擦副Rs—止推圈小試盤平均半徑：Rs=（d1+d2）/4= mmRl—止推圈大試盤平均半徑：Rl=（D1+D2）/4= mmVs—止推圈小試盤試驗速度：Vs== mm/minVl—止推圈大試盤試驗速度：Vl== mm/minμ3—小止推圈摩擦副的摩擦系數(shù) μ3=μl—大止推圈